高性能宽带低噪声放大器的研制
再次,需要对放大器进行宽带内的设计。从本质上讲,宽带低噪声放大器的设计就是要求在一个相对较宽的频率范围内,保持放大器的增益不变。为此,应适当地设计匹配网络或者反馈网络,在保持最佳噪声系数的情况下补偿|S21|随频率的变化。一般来讲,设计宽带低噪声放大器有两种通用技术:补偿匹配网络及运用负反馈电路。在平衡电路中,噪声通常是按最佳噪声来设计的。但是,由于按最佳噪声设计往往以牺牲增益为前提,而如果按最大增益设计,往往噪声性能又将恶化。所以,为了二者兼顾,折衷考虑。按最佳噪声设计出的放大器带宽往往是很窄的,所以在做宽带匹配电路时,输入、输出端往往是失配的。本文的设计思路是:采用补偿匹配网络与负反馈电路相结合的技术,利用平衡电桥来获得最佳输入和输出VSWR;利用负反馈来补偿随频率变化的|S21|,提高系统的稳定性。二者结合最终达到所需要的设计目标。
最后,将对上述的低噪声晶体管,利用ADS进行仿真设计成一个单片,并保证良好的输入/输出比、低的噪声系数、高的增益,并把设计好的单片作为放大器的第一级。在这个前提下,再进行级联,而且,级联的第二级也需要保证设计的噪声系数小。由于总增益在32 dB以上,根据晶体管的S参数,两级增益达不到要求,因此,需要三级级联。最后一级,要有高的增益特性和良好的线性度。这样,放大器的增益特性、噪声特性、输入/输出特性,功率特性等都可以保证实现。
1.4.2 整体仿真
采用精细陶瓷基片,介电常数εr=9.8。选取富士通FHX系列,利用ADS进行仿真,电路原理图如图5所示。本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/187445.htm
三级级联后,仿真结果如图6所示。
根据指标要求,整个电路的噪声小于1.6 dB,输入输出驻波比小于1.7,增益在35~37.1 dB之间。设计满足指标要求。
2 装配和测试结果
2.1 装配和调试
各单片加工完成之后,采用共晶工艺进行焊接,并利用导电胶将芯片粘接在底部基片上。共晶工艺具有机械强度高、热阻小、稳定性好、可靠性高等一系列的优点,是目前国际上比较先进的工艺。导电胶粘接技术工艺性好、固化容易、固化物致密、粘接力强。由于其耐热
性有限,因此导电胶的固化温度和固化时间的长短对粘接强度影响较大。一般采用合适的温度和时间来固化达到较理想的效果。
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